JPH04185A

JPH04185A - 熱移動システム

Info

Publication number: JPH04185A
Application number: JP9976190A
Authority: JP
Inventors: Hideji Nishihara; 秀次西原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-01-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は冷却、廃熱、暖房、太陽熱集熱システムなど
の、加熱器と、冷却器と、これら両者間を接続する管路
と熱移動用の液体によって構成される熱移動システムに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の熱移動システムでは、加熱器と冷却器を配管で接
続し、循環ポンプで熱移動用の液体を循環するという熱
移動システム。液体の沸騰、凝縮を利用したヒートパイ
プによる熱移動システム。

水蒸気を利用した蒸気エネルギーによる熱移動システム
がある。

参考文献として［新版蒸気の上手なつがいかた」財団法
人　省エネルギーセンターがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この従来の熱移動システムでは、熱移動用の液
体を大量に循環させないと熱移動が出来ないので、大型
のポンプと多量の電力を必要としていた。また、ヒート
パイプの場合は加熱部分を冷却部分よりも必ず下にして
、凝縮した液体が加熱部分に重・力または毛細管現象を
利用したウィックで戻ってくるようにしなければならな
かった。

水蒸気を利用した場合は今回の発明と類似しているが、
水を使っているので冬期間、配管、ボイラー、放熱器が
凍結破損する危険があり、運転停止時は、放熱器、配管
に空気を入れる構造となっており、液化した水はなるべ
く熱移動システムの外に排出する構造となっていた。こ
のように従来の方法では各種の問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解決するために発明したも
のであり、加熱器と、冷却器と、これら両者間を接続す
る管路と熱移動用の液体によって構成される熱移動シス
テムにおいて、加熱器内の液体を加熱し、沸騰させるこ
とにより蒸気を発生させ、加熱器内の蒸気圧と冷却器内
の蒸気圧との差圧により加熱器上部と冷却器上部との間
に接続した配管を通して冷却器に蒸気を送り込み、この
蒸気を冷却器外側の冷却媒体で冷却することにより冷却
器内部で液化させ、この蒸気の保有する熱エネルギーを
熱移動させるとともに、冷却器内部で凝縮し液化した液
体を冷却器下部に配置したドレン容器に蓄えておき、加
熱器内の温度がこの液体の沸点以下の温度になったとき
に、液体がドレン容器から加熱器に逆流するようにした
機能を有することを特徴とする熱移動システムにより問
題点を解決しようとするものである。

さらに、上記の熱移動システムであって、蓄えられたド
レン容器内の液体をポンプによって加圧して加熱器内に
戻す機能を付加したことを特徴とする熱移動システムに
することにより、効率の良い熱移動システムができる。

〔作用〕

つまり、加熱器で熱を吸収し蒸気となった液体は他の動
力に頼る事なく自己のエネルギーで移動し冷却器で放熱
し、液体にもどり、ドレン容器に落下し蓄えられる。こ
れにより熱は加熱器から冷却器を通して冷却媒体に移動
し、放熱後の液体は冷却器からドレン容器に落下する。

しかし、このままでは加熱器内の液体が終了すると熱移
動が終了してしまうので、加熱器内が液体の沸点以下に
なったときにドレン配管から加熱器に液体が逆流する機
能にしておくことにより、液体が加熱器にもどり、再び
熱移動ができるようになる。この熱移動システムにする
ことにより、太陽熱集熱のように、昼間加熱され夜間は
休止するような周期的に加熱、休止が繰り返される熱移
動システムおいて、熱エネルギー以外の他の動力を必要
としない熱移動システムが完成する。さらに、上記の熱
移動システムであって、蓄えられたドレン容器内の熱移
動に要した液体をポンプによって加圧して液体を加熱器
内に戻す機能を付加することにより、僅かのポンプ電力
で熱エネルギーを連続して移動できる効率の良い熱移動
システムができる。

〔実施例〕

具体的に説明すると、第１図は本発明の熱移動システム
の構成で、加熱器ｌと、その上部から配管３を取り出し
冷却器４の上部入り口に接続し、冷却器４と、その下部
出口にドレイン配管６を接続し、ドレン容器７によって
構成され、それぞれを示している。

加熱器１の内部に水２を入れ、アルコールランプ５で加
熱し、沸騰させることにより水蒸気を発生させ、この水
蒸気圧により加熱器１の上部に接続した配管３を通して
冷却器４の上部に水蒸気を送り込む、冷却器４は冷却器
４の外側の冷却水１０に接触しているので、加熱器１よ
り送り込まれて来た水蒸気は冷却器４内部で放熱し液化
して水２になり、配管６を通してドレン容器７に落下す
る。この液化したときの冷却器４の内部の水蒸気圧より
も加熱器１内部の水蒸気圧のほうが大である限り、水蒸
気は自己の持つエネルギーにより冷却器４に送り込まれ
てくる。また、液化して水２になるときの凝縮潜熱は水
の気化熱と同量のＩｇの水で約５８０ｃａ　ｌの熱が放
熱され、冷却器４の外側の冷却水］０に伝わるので、少
量の水２で多量の熱を移動することが出来るようになる
。また、この配管６の出口を常にドレン容器７内の水面
以下になるようにしておくことにより、始動時に加熱を
開始して発生した水蒸気が、配管３、＃咬、ｇｇ、配管
６の内部にあった空気を追い出しドレン容器７で分離す
るようになるので、自動的にエアー抜きができるように
なる。この機能により、加熱を止めると、加熱器ｌ内が
水２の沸点以下の温度になるので水蒸気は液化し、経路
内に気体が無くなくなるので真空になり、ドレン容器７
の水面に加わっている大気圧によりドレン容器７内の水
２は加熱器へ逆流するようになる。これにより、液体が
加熱器にもどり、再加熱すると再び熱移動ができるよう
になる。

つまり、太陽熱集熱などのように、加熱、休止を周期的
に繰り返す熱移動システムであればこの熱移動システム
で熱エネルギーのみで熱移動が出来るようになる。

第２図のごとく前述の熱移動システムのドレン容器７の
下部からポンプ８を配管９でつなぎ、このポンプ８で水
２を加熱器１の内部圧力以上に加圧し、配管９で加熱器
１に戻すことにより熱移動に要した水２が補充されるの
で、連続して熱移動できる非常に効率の良い太陽熱集熱
システムが完成する。

熱移動用の液体を熱移動の目的により選ぶことにより、
例えば、寒冷地で太陽熱集熱システムの給湯システムに
用いるような場合は、凍結温度か一３０°Ｃ，洲騰温度
が６０°Ｃ程度の液体にすることにより、凍結のしない
太陽熱集熱システムにすることができる。また、これら
の経路を密閉回路に腰　ドレン容器７内の水面に加わる
圧力を液体がドレン容器から加熱器１に戻れる圧力以上
とすることにより、液体の蒸発散のない熱移動システム
とすることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、少ない電力あるいは無動
力で熱移動が出来るようになり、加熱器と冷却器の位置
関係に制限される事なく、熱移動用の液体を損失無く利
用でき、凍結の心配のない低価格で効率の良い単純な熱
移動システムを提供できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱移動システムの構成図である。加熱器水配管冷却器アルコールランプ配管ドレン容器ポンプ配管冷却水

Claims

【特許請求の範囲】１、加熱器と、冷却器と、これら両者間を接続する管路
と熱移動用の液体によって構成される熱移動システムに
おいて、加熱器内の液体を加熱し、沸騰させることによ
り蒸気を発生させ、加熱器内の蒸気圧と冷却器内の蒸気
圧との差圧により加熱器上部と冷却器上部との間に接続
した配管を通して冷却器に蒸気を送り込み、この蒸気を
冷却器外側の冷却媒体で冷却することにより冷却器内部
で液化させ、この蒸気の保有する熱エネルギーを熱移動
させるとともに、冷却器内部で凝縮し液化した液体を冷
却器下部に配置したドレン容器に蓄えておき、加熱器内
の温度がこの液体の沸点以下の温度になったときに、液
体がドレン容器から加熱器に逆流するようにした機能を
有することを特徴とする熱移動システム。２、特許請求の範囲第１項記載の熱移動システムであっ
て、蓄えられたドレン容器内の液体をポンプによって加
圧して加熱器内に戻す機能を付加したことを特徴とする
熱移動システム。